← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2024第7期Power Management0.18µm CMOSEnergy Harvesting
Piezoelectric Energy Harvesting Interface Using Self-Bias-Flip Rectifier and Swi
提出一种新型八相自偏置翻转压电能量收集接口，实现高效能量回收与转换。
电压翻转效率达80%，最大输出功率提升率4.88×
压电能量收集自偏置翻转电荷回收DC-DC转换最大功率点跟踪
▸创新点1：八相自偏置翻转压电能量收集接口（方法创新）。通过采用八相操作模式，显著提高了电压翻转效率（测量值达80%），相比传统全桥整流器（FBR）最大输出功率提升率（MOPIR）达到4.88倍，解决了传统接口能量转换效率低的问题。
▸创新点2：利用压电能量收集器（PEH）固有电容作为能量源（电路创新）。创新性地将四个PEH的固有电容（C_P）复用为能量源、飞电容和翻转电容，实现分时复用，既完成高压翻转又提升DC-DC转换效率，无需外部储能元件，降低了系统复杂度与成本。
▸创新点3：集成开关式压电能量收集DC-DC转换器（SPDC）（系统创新）。结合电荷回收与再利用（SBFRR）技术，在0.18µm CMOS工艺中实现全集成设计，支持0.78-4.9V宽输入电压范围，MPPT模式下保持MOPIR>3.5倍，提升了能量收集的适应性。
▸创新点4：自偏置翻转与电荷循环协同优化（混合创新）。通过动态共享电容资源，同时实现高电压翻转和高效能量转换，解决了传统方案中翻转损耗与转换效率之间的矛盾，实测综合性能优于同类设计。
Abstract
This article proposes a novel eight-phase self-
bias-flip piezoelectric energy harvesting interface with charge
recycling and reusing (SBFRR) and a switched-piezoelectric
energy harvester (PEH) dc–dc (SPDC) converter. The proposed
scheme innovatively utilizes the inherent capacitors ( C P) of four
PEHs as energy sources, flying capacitors, and flipping capacitors
for time-sharing reuse to achieve both a high-voltage flipping
and dc–dc conversion efficiency, while avoiding the use of extra
energy